DE2714674B2 - Superalloy with high fatigue strength - Google Patents
Superalloy with high fatigue strengthInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Superlegierungen mit hoher Dauerfestigkeit auf der Grundlage von Eisen, Chrom, Molybdän und Nickel, die nicht mehr als 0,3 Gew.-% Kobalt enthalten und gute mechanische Eigenschaften innerhalb eines weiten Temperaturbereiches, eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen chemi sehen Angriff in Gegenwart aggressiver Medien und eine hohe Beständigkeit gegen verschiedene Erosionsvorgänge aufweisen und daher insbesondere für die Kerntechnik geeignet sind.The present invention relates to iron-based superalloys with high fatigue strength, Chromium, molybdenum and nickel containing no more than 0.3% by weight of cobalt and good mechanical Properties within a wide temperature range, high corrosion resistance to chemi see attack in the presence of aggressive media and have a high resistance to various erosion processes and therefore in particular for the Nuclear technology are suitable.
Von den Legierungen, die diesen Anwendungskriterien entsprechen, sind die Legierungen mit hohem Kobaltgehalt aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegen chemische Korrosion und gegen Erosion bekannt Sie können jedoch in oder in der Umgebung von Kernreaktoren nicht verwendet werden, da sie aufgrund ihres Kobaltgehaltes unter dem Einfluß von Neutronen stark aktiviert werden.Of the alloys that meet these application criteria, the alloys with high Cobalt content is known for its good resistance to chemical corrosion and to erosion however, cannot be used in or around nuclear reactors as they are due to their cobalt content are strongly activated under the influence of neutrons.
So wird bei einer klassischen Superlegierung mit 60For a classic superalloy, for example, at 60
bis 65% Kobalt, wie die Legierung Nr. 1 der Tabelle I1 die seit 40 Jahren in großem Umfang verwendet wird,up to 65% cobalt, such as alloy No. 1 in Table I 1 which has been used on a large scale for 40 years,
ίο das Grundelement Kobalt unter dem Einfluß von Neutronen in Kobalt-60 umgewandelt, das aufgrund der induzierten Radioaktivität eine hochenergetische y-Strahlung abgibt und eine extrem lange Halbwertszeit (von etwa 5 Jahren) besitzt Der Neutroneneinfangquerschnitt von Kobalt beträgt 37 »Barn« (b).ίο the basic element cobalt under the influence of Neutrons are converted into cobalt-60, which is due to the induced radioactivity emits a high-energy y-radiation and an extremely long half-life The neutron capture cross-section of cobalt is 37 "barns" (b).
Andererseits ist diese Legierung, die für eine Vielzahl von Anwendungszwecken außerhalb des Bereichs der Kerntechnik angewandt werden kann, aufgrund des Kobaltpreises kostspielig.On the other hand, this alloy is used for a variety of uses outside the scope of Nuclear technology can be applied because of the costly cobalt price.
Es sind femer Legierungen mit hohem Nickelgehalt wie die in der Tabelle ! angegebene Legierung Nr. 2, bekannt die etwa 70% Nickel enthalten. Diese Legierungen besitzen jedoch keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit So wurde diese in großem Umfang verwendete Legierung Nr. 2 bei 3500C in Kontakt mit entmineralisiertem Wasser untersucht wobei sie, wie zu erwarten ist, korrodiert wird und eine grüne Nickelhydroxidschicht bildet.They are also alloys with a high nickel content like the ones in the table! indicated alloy No. 2, known to contain about 70% nickel. However, these alloys do not have sufficient corrosion resistance. Thus, this widely used alloy No. 2 was investigated at 350 ° C. in contact with demineralized water where, as is to be expected, it is corroded and forms a green nickel hydroxide layer.
Andererseits ist diese Legierung, die einen relativOn the other hand, this alloy is one relative
jo hohen Borgehalt aufweist, für Anwendungen auf dem Gebiet der Kerntechnik nicht geeignet da das Bor einen gefährlichen Neutroneneinfänger darstellt. Der Neutroneneinfangquerschnitt von Bor beträgt 750 »Barn«.jo has a high boron content, for applications on the Not suitable for nuclear engineering as boron is a dangerous neutron catcher. The neutron capture cross-section of boron is 750 "barn".
Es sind ferner Legierungen auf der Grundlage von i") Eisen, Chrom und Molybdän bekannt, wie die in der folgenden Tabelle I angegebene Legierung Nr. 3.There are also alloys based on i ") iron, chromium and molybdenum known, such as those in FIG Alloy No. 3 given in Table I below.
Bei diesen Legierungen bildet der überschüssige Kohlenstoff (2,9 bis 3,7%) Chromcarbide in einer extrem harten Eisen-Molybdän-Matrix die Cn gutes Reibver-•to halten in trockenem Zustand zeigt. Diese Legierungen sind jedoch in heißen oder korrosiven Umgebungen aufgrund des Mangels an Kobalt oder Nickel unbeständig. In these alloys, the excess carbon (2.9 to 3.7%) forms chromium carbides in an extremely hard iron-molybdenum matrix which shows good friction • to hold Cn in a dry state. However, these alloys are flawed in hot or corrosive environments due to the lack of cobalt or nickel.
Diese Legierungen vermögen bezüglich ihrer Elastizi-4r. tat und ihrer Dehnung vor dem Bruch nicht zu befriedigen.These alloys are capable of with respect to their Elastizi-4 r. did and their stretching before the breakage was unsatisfactory.
Fortsetzungcontinuation
Legierung
Nr. 1alloy
number 1
Legierung
Nr. 2alloy
No. 2
Legierung Nr. 3Alloy No. 3
Dehnung
Härte (RWC)strain
Hardness (RWC)
Härteverteilung
auf dem RohlingHardness distribution
on the blank
2%
40/442%
40/44
sehr
gleichmäßig very
evenly
45/5045/50
wenig
gleichmäßig little
evenly
66/6866/68
sehr
gleichmäßig very
evenly
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Superlegierung mit hoher Dauerfestigkeit zu schaffen, die insbesondere auf dem Sektor der Kerntechnik verwendet werden kann und dieThe object of the invention is to create a superalloy with high fatigue strength, which can be used in particular in the nuclear technology sector and which
— eine gute Härte sowohl in der Kälte als auch in der Wärme (300 bis 8000C) aufweist, die höher liegt als die der bekannten Legierungen auf der Grundlage von Koba't oder von Legierungen, die mehr als 4O°/o Nickel enthalten,- Has a good hardness both in the cold and in the heat (300 to 800 0 C), which is higher than that of the known alloys based on Koba't or of alloys which contain more than 40% nickel ,
— eine Beständigkeit gegen chemische Korrosion besitzt, die in allen Fällen gleich oder größer ist als diejenige bekannter und verwendeter Legierungen, und insbesondere eine Korrosionsbeständigkeit gegen überhitzten Dampf, Abgasen von Motoren oder Gasturbinen sowie die üblichen korrodierenden Fluide oder Flüssigkeiten zeigt,- has a resistance to chemical corrosion equal to or greater than in all cases that of known and used alloys, and in particular corrosion resistance against overheated steam, exhaust gases from engines or gas turbines as well as the usual corrosive ones Shows fluids or liquids
— ausgezeichnete Reibungseigenschaften in der Kälte und in der Wärme in verschiedenartigster Umgebung und bei verschiedenartigsten Kontakten zeigt, die gleich oder besser sind als die von bekannten und üblicherweise verwendeten Legierungen; und insbesondere eine gute Beständigkeit und ein gutes Reibungsverhalten bei der Anwendung auf dem Gebiet der Kerntechnik oder in Kontakt mit entmineralisiertem, schwerem oder unter Druck stehendem Wasser, Dämpfen oder flüssigem Natrium in Kernreaktoren sogar in dem Primärkreislauf zeigt;- Excellent frictional properties in the cold and in the heat in a wide variety of environments and shows in the most diverse contacts that are equal to or better than those of known and commonly used alloys; and especially a good persistence and a good one Frictional behavior when used in the field of nuclear engineering or in contact with Demineralized, heavy, or pressurized water, steam, or liquid sodium shows in nuclear reactors even in the primary circuit;
— physikalische und mechanische Eigenschaften besitzt, die vergleichbar sind mit denen bekannter und üblicherweise verwendeter Legierungen, d. h. einen zufriedenstellenden Elastizitätsmodul, eine zufriedenstellende Zugfestigkeit in der Kälte und in der Wärme, eine ausreichende Härte in der Kälte und in der Wärme, die eine gute Verformung der Legierung ermöglicht, wobei das Material dennoch ein gutes Rcibüiigsver—lögen besitzt, und- Has physical and mechanical properties that are comparable to those known and commonly used alloys, d. H. a satisfactory modulus of elasticity, a satisfactory one Tensile strength in the cold and in the heat, adequate hardness in the cold and in the heat that allows the alloy to deform well while still making the material a good one Rcibüiigsver — lögen owns, and
— eine ausgezeichnete Verschweißbarkeit mit sämtlichen Baustählen (mit Ausnahme den Titanstählen oder den Stählen mit hohem Chromgehalt und Kohlenstoffgehalt) besitzt.- excellent weldability with all Structural steels (with the exception of titanium steels or steels with a high chromium content and Carbon content).
Diese Aufgabe wird nun durch die erfindungsgemäße Legierung mit hoher Dauerfestigkeit gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 0,2 bis 1,9% Kohlenstoff, 18 bis 32% Chrom, 1,5 bis 8% Wolfram, 15 bis 40% Nickel, 6 bis 12% Molybdän, 0 bis 3% Niob-Tantal, 0 bis 2% Silicium, 0 bis 3% Mangan, 0 bis 3% Zirkonium, 0 bis 3% Vanadium, 0 bis 0,9% Bor, weniger als 03% Kobalt, Rest Eisen und hersteliungsbedingten Verunreinigungen bestehtThis object is now achieved by the alloy according to the invention with high fatigue strength, which thereby is characterized in that it consists of 0.2 to 1.9% carbon, 18 to 32% chromium, 1.5 to 8% tungsten, 15 to 40% nickel, 6 to 12% molybdenum, 0 to 3% niobium tantalum, 0 to 2% silicon, 0 to 3% manganese, 0 to 3% zirconium, 0 to 3% vanadium, 0 to 0.9% boron, less than 03% cobalt, The remainder is iron and impurities from the manufacturing process consists
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Legierung aus 0,2 bis 1,9% Kohlenstoff, 18 bis 32% Chrom, 1,5 bis 8% Wolfram, 15 bis 40% Nickel, 6 bis 12% Molybdän, 0,1 bis 3% Niob-Tantal,0,1 bis 2% Silicium, 0,1 blr.3% Mangan, 0,1 bis 3% Zirkonium, 0,1 bis 3% Vanadium, weniger als 0,3% Kobalt, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to a first preferred embodiment of the invention, the alloy consists of 0.2 to 1.9% Carbon, 18 to 32% chromium, 1.5 to 8% tungsten, 15 up to 40% nickel, 6 to 12% molybdenum, 0.1 to 3% niobium tantalum, 0.1 to 2% silicon, 0.1 blr 3% manganese, 0.1 up to 3% zirconium, 0.1 to 3% vanadium, less than 0.3% cobalt, the remainder iron and manufacturing-related Impurities.
Gemäß einer zweiten bevorzugten AusfOhrungsform, die insbesondere auf Legierungen gerichtet ist, die keinem Neutronenstrom ausgesetzt werden sollen, bestehen diese Legierungen mit hoher Dauerfestigkeit aus 0,2 bis 1,9% Kohlenstoff, 18 bis 32% Chrom, 1,5 bis 8% Wolfram, 15 bis 40% Nickel, 6 bis 12% Molybdän, 0,1 bis 3% Niob-Tantal, 0,1 bis 2% Silicium, 0,1 bis 3% Mangan, 0,1 bis 3% Zirkonium, 0,1 bis 3% Vanadium, 0,1 bis 0,9% Bor, weniger als 0,3% Kobalt, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to a second preferred embodiment, which is aimed in particular at alloys that should not be exposed to a neutron stream, these alloys with high fatigue strength consist of 0.2 to 1.9% carbon, 18 to 32% chromium, 1.5 to 8% tungsten, 15 to 40% nickel, 6 to 12% molybdenum, 0.1 to 3% niobium tantalum, 0.1 to 2% silicon, 0.1 to 3% Manganese, 0.1 to 3% zirconium, 0.1 to 3% vanadium, 0.1 to 0.9% boron, less than 0.3% cobalt, the balance iron and production-related impurities.
Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die Zeichnungen Bezug genommen ist.Further embodiments, objects and advantages of the invention emerge from the following Description in which reference is made to the drawings.
In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows
F i g. 1 anhand von Kurven die Härte in der Wärme der erfindungsgemäßen Legierungen in Abhängigkeit von der Temperatur,F i g. 1, the hardness in the heat of the alloys according to the invention as a function of the curves from the temperature,
F i g. 2 anhand einer Kurve die Ergebnisse der Reibungsuntersuchung der erfindungsgemäßen Legierung, F i g. 2 the results of the friction study of the alloy according to the invention on the basis of a curve,
Fig.3 bis 6 Mikrofotografien, die das Gefüge der erfindungsgemäßen Legierungen verdeutlichen undFig. 3 to 6 microphotographs showing the structure of the Alloys according to the invention illustrate and
Fig. 7 eine Mikrofotografie, die zu Vergleicliszwekken das Gefüge der Kobaltlegierung Nr. 7 uer Tabelle II wiedergibt.7 is a photomicrograph used for comparison purposes the structure of cobalt alloy No. 7 in Table II reproduces.
In der folgenden Tabelle Il sind als Beispiele die Zusammensetzungen von drei erfindungsgemäßen Legierungen (Legierung Nr. 4, Legierung Nr. 5 und Legierung Nr. 6) und einer Kobaltlegierung (Legierung Nr. 7) angegeben, die im wesentlichen der Legierung Nr. 1 der Tabelle I entspricht und Vergleichszwecken dient.In the following table II the compositions of three alloys according to the invention are given as examples (Alloy No. 4, Alloy No. 5, and Alloy No. 6) and a cobalt alloy (Alloy No. 7), which essentially corresponds to alloy No. 1 in Table I, and for comparison purposes serves.
Die drei Grundelemcnte der erfindungsgemäßen Legierungen sind Chrom. Nickel und Eisen.The three basic elements of the invention Alloys are chromium. Nickel and iron.
Das Diagramm des Grundgleichgewichts ist das des Nickel-Chrom-Eisen-Systems, das sich mit den relativen Verhältnissen dieser drei Elemente ändert.The diagram of the fundamental equilibrium is that of the nickel-chromium-iron system, which deals with the relative Proportions of these three elements changes.
Diese Legierungen liegen im allgemeinen in Form der γ + ix-Phase vor. Die ö-Phase tritt nur sporadisch auf und in Abhängigkeit von dem Eisen/Chrom-Verhältnis.These alloys are generally in the form of the γ + ix phase. The δ-phase occurs only sporadically and depending on the iron / chromium ratio.
Diese Legierungen kristallisieren in dem Svstem der hexagonal dichtesten Kugelpackung. Im Bereich der angegebenen Gehalte dieser drei Elemente kann man die angestrebten Phasen ausbilden und die Anwesenheit lediglich der o-Phase vermeiden, deren Matrix schwach ist.These alloys crystallize v stem of the hexagonal closest packing of spheres in the S. In the range of the stated contents of these three elements one can develop the desired phases and avoid the presence of only the o-phase, the matrix of which is weak.
Bei gewissen Kombinationen kann man die λ + o-Phase erzielen. Das typische Beispiel ist die Legierung Nr. 6, die bei Anwesenheit der λ + σ-Phase in bemerkenswerter Weise für Gußstücke geeignet ist, die bezüglich ihres Reibungsverhaltens in der Wärme und in der Kälte bei besonders schwierigen Bedingungen vorteilhaft sind.With certain combinations one can use the λ + o-phase achieve. The typical example is alloy no. 6, which in the presence of the λ + σ phase in It is remarkably suitable for castings which, in terms of their frictional behavior in heat and in the cold are beneficial in particularly difficult conditions.
Die Position der Grenze der beiden Phasen (γ + α) hängt ihrerseits von der Geschwindigkeit der Abkühlung ab.The position of the boundary between the two phases (γ + α) in turn depends on the rate of cooling.
In der Tat wird die allotrope Umwandlung der entsprechenden Legierungen von einer starken thermischen Hysteresis beeinflußt. Der Übergang vom y-Zustand in den α-Zustand ist niemals vollständig trotz thermischer Behandlungen mit langsamer Temperaturerniedrigung. Indeed, the allotropic transformation of the corresponding alloys are influenced by strong thermal hysteresis. The transition from y-state to α-state is never complete despite thermal treatments with slow temperature decrease.
Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Legierungen im Fall dieser Phasen praktisch keinen Umwandlungspunkt zeigen (mit Ausnahme der Legierung Nr. 6, die bezüglich der * + σ-Phasen einen Umwandlungspunkt von 785° C aufweist), so daß eine schnelle oder langsame Abkühlung ihre Eigenschaften nur wenig beeinflußt.This means that the alloys according to the invention in the case of these phases show practically no transition point (with the exception of alloy No. 6, which has a transition point of 785 ° C with respect to the * + σ phases), so that a rapid or slow cooling has little effect on their properties.
Wenn man die Legierung Nr. 7 (mit einem hohen Kobaltgehalt) mit den Legierungen Nr. 4 und Nr. 5 vergleicht, so beobachtet man die gleichen physikalischen Reaktionen bezüglich der schnellen oder der langsamen Abkühlung.Combining alloy # 7 (with a high cobalt content) with alloys # 4 and # 5 compares, one observes the same physical reactions with respect to the fast or the slow cooling.
Die erfindungsgemäßen Legierungen enthalten ferner 6 bis 12% Molybdän und 1,5 bis 8% Wolfram. Diese genauen Gehalte an Molybdän und Wolfram ermöglichen es, die Menge der erhaltenen Metallcarbide zu begrenzen, um in den bereits harten Matrices keine zu stark carburierten Zonen zu bilden.The alloys according to the invention also contain 6 to 12% molybdenum and 1.5 to 8% tungsten. These precise contents of molybdenum and tungsten make it possible to adjust the amount of metal carbides obtained in order not to form excessively carburized zones in the already hard matrices.
In den erfindungsgemäßen Legierungen können ferner andere Elemente, wie Vanadium, Zirkonium. Silicium. Mangan, Niob-Tantal und Bor enthalten sein.Other elements, such as vanadium, zirconium, can also be used in the alloys according to the invention. Silicon. Manganese, niobium-tantalum and boron may be included.
Das Vanadium wirkt in einer Menge zwischen 0.1 und 3% auf die Ferritbüdiing und auch auf die Bildung der Carbide ein. Damit es die letztere Rolle übernehmen kann, arbeitet man es in rostfreie, vollständig austenitische Le;'e7iingen (mit hohem Nickelgehalt und gegebenenfalls einem Mangangehalt) ein, wobei man davon ausgeht, daß dieses Element eine günstige Alterung verursacht, die die Anwendung der Legierung für Zwecke rechtfertigt, bei denen hohe Temperaturen von 400 bis 800° C angewandt werden.The vanadium acts in an amount between 0.1 and 3% on the ferrite bond and also on the formation of the Carbides a. So that it can take on the latter role, it is made of stainless, completely austenitic Le; 'e7iingen (with high nickel content and possibly a manganese content), it being assumed that this element is a favorable one Causes aging, which justifies the use of the alloy for purposes involving high temperatures from 400 to 800 ° C can be used.
Weiterhin findet man in der Endphase der Transformation extrem feine und sehr harte Vanadiumcarbide homogen in der Masse der Legierung verteilt. Weilerhin ergibt sich eine Sekundärhärtiing der Legierungen durch Vanadium.die eine Folge der Ausfällung von VdC< auf den Versetzungsbereichen entspricht.Furthermore, extremely fine and very hard vanadium carbides are found in the final phase of the transformation homogeneously distributed in the mass of the alloy. Hamlet still This results in a secondary hardening of the alloys by vanadium, which is a consequence of the precipitation of VdC < on the dislocation areas.
Die homogene Keimabscheidung in der Matrix ergibt bei ausreichend hohen Gehalten an Vanadium und Kohlenstoff ebenfalls einen Härtungseffekt.The homogeneous germ separation in the matrix results if the vanadium and carbon contents are sufficiently high, this also has a hardening effect.
Weiterhin scheint bei den angegebenen Gehalten an Vanadium und Kohlenstoff die Blockierung der Kornverbindungen durch eine Ausfällung von Vanadiumcarbiden und nicht durch eine Ausfällung von Zementit verursacht zu sein.Furthermore, with the stated contents of vanadium and carbon, the blocking of the Grain compounds through a precipitation of vanadium carbides and not through a precipitation of Cementite caused to be.
Durch die Verwendung von Zirkonium in Mengen von 0,1 bis 3% gelingt es in merklicher Weise den Gasgehalt durch Entfernung des Stickstoffs und den Schwefeigehait der Legierungen zu vermindern. Bern Gießen wirkt dieses Element als Desoxidationsmittel. Andererseits beeinflußt es den Neutronenstrom nicht, da dieses Element einen sehr kleinen Neutronen-Einfangquerschnitt besitztThe use of zirconium in amounts of 0.1 to 3% makes it possible to achieve this in a noticeable manner To reduce the gas content by removing the nitrogen and the sulfur content of the alloys. Bern Pouring, this element acts as a deoxidizer. On the other hand, it does not affect the neutron flux, because this element has a very small neutron capture cross-section
Durch den Gehalt der erfindungsgemäßen Legierungen an 0,1 bis 3% Niob-Tantal (als Vorlegierung) ergibt sich eine Stabilisierung der Carbide, eine Verfeinerung des Korns und eine Verminderung der interkristallinen Korrosion, eine Verbesserung der Eigenschaften der Legierungen bei hohen Temperaturen (400 bis 8000C), eine Verbesserung des Schweißverhaltens und, durch Bildung von Niobcarbiden, eine Verbesserung des Fließverhaltens der Superlegierungen, die einen erheblichen Nickelgehalt aufweisen.The 0.1 to 3% niobium tantalum content of the alloys according to the invention (as a master alloy) results in a stabilization of the carbides, a refinement of the grain and a reduction in intergranular corrosion, an improvement in the properties of the alloys at high temperatures (400 to 800 ° C.), an improvement in the welding behavior and, through the formation of niobium carbides, an improvement in the flow behavior of the superalloys, which have a considerable nickel content.
Durch die Anwesenheit von Silicium in Mengen von 0,1 bis 2% wird die Korrosionsbeständigkeit der Legierung in gewissen sauren Lösungen mit Reduk-The presence of silicon in amounts of 0.1 to 2% increases the corrosion resistance of the Alloy in certain acidic solutions with reducing
tionsvermögen verbessert. Weiterhin übt dieses EIement einen günstigen Einfluß beim Vergießen aus, wo es die Rolle eines Desoxidationsmittels übernimmt.ability improved. Continue to practice this element has a beneficial influence in potting, where it takes on the role of a deoxidizer.
Das Mangan übt bei den angewandten Mengen von 0,1 bis 2% einen analogen Einfluß wie den des Nickels aus, insbesondere was die Neigung zur Stabilisierung der Austenitphase anbelangt. Das Mangan verbessert ebenfal!:. das Korrosionsverhalten der Legierungen in der Hitze. Es vermindert ferner die Bildung von Rissen, insbesondere wenn harte Legierungen geschweißt oder abgeschieden werden. Bei der Bildung der Legierung wirkt das Mangan als Desoxidationsmitlei.At the used amounts of 0.1 to 2%, the manganese exerts an influence analogous to that of nickel especially with regard to the tendency to stabilize the austenite phase. The manganese improves also!:. the corrosion behavior of the alloys in the heat. It also reduces the formation of cracks, especially when welding or hard alloys to be deposited. When the alloy is formed, the manganese acts as a deoxidizer.
Das Bor begünstigt bei Gehalten von 0,1 bis 0,9% das Schmelzen der Masse, da es den Schmelzpunkt der Legierung vermindert, was für Schweißstäbe zum Auftragschweißen oder für Spritzpulver von Bedeutung ist.The boron favors the melting of the mass at contents of 0.1 to 0.9%, since it reduces the melting point of the Alloy reduces what is important for welding rods for build-up welding or spray powder is.
Die Legierungen mit dieser Zusammensetzung können normalerweise unter Anwendung üblicher Schmelzverfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann man sie im Induktionsofen oder im Vakuum-Lichtbogenofen herstellen.The alloys with this composition can usually be made using conventional Melting process are produced. For example, they can be used in an induction furnace or in a vacuum arc furnace produce.
Sie können mit Hilfe üblicher Gießverfahren vergossen werden, insbesondere durch Vergießen in Sand oder Metallkokillen, durch Vergießen nach dem Wachsausschmelzverfahren, durch direktes Vergießen, durch Schleuderguß etc. Diese Legierungen können für die Herstellung von massiven Gegenständen mit geringen oder großen Abmessungen verwendet werden, ohne daß die Bildung von Rissen oder anormalen Segreg ,tionsphänomenen zu befürchten ist.They can be cast using conventional casting methods, in particular by casting in Sand or metal molds, by casting using the lost wax method, by direct casting, by centrifugal casting etc. These alloys can be used for the manufacture of solid objects with small or large dimensions can be used without the formation of cracks or abnormal Segregation phenomena is to be feared.
Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen gute mechanische Eigenschaften. Insbesondere ist ihre Duktilität in der Hitze und in der Kälte vergleichbar mit der der besten Legierungen auf Kobaltgrundlage. Weiterhin variiert bei dem angegebenen Zusammensetzungsbereich der Legierungen ihre Bruchdehnung von 1,5 bis 3%. Die in der Kälte hohe Härte ist in der Wärme relativ hoch. Die Zugfestigkeit in der Hitze ist ebenso groß wie die in der Kälte.The alloys according to the invention have good mechanical properties. In particular is hers Ductility in hot and cold conditions comparable to that of the best cobalt-based alloys. Furthermore, in the specified composition range of the alloys, their elongation at break varies from 1.5 to 3%. The hardness in the cold is in the warm quite high. The tensile strength in the heat is just as great as that in the cold.
In der F i g. I sind die Werte der Vickers-Härte in der Hitze der Legierungen Nr. 4, 5, 6 und 7 in Abhängigkeit von der Temperatur (in ° C) dargestellt. Es ist zu ersehen, daß die Härten der Legierungen Nr. 5 und Nr. 6 im Vergleich zu der Kobaltlegierung Nr. 7 besser sind und daß die Härte der Legierung Nr. 4 in der Hitze ebenfalls besser ist, wenn die Temperatur oberhalb 3000C liegt. Bezüglich der Härte der erfindungsgemäßen Legierungen ist festzuhalten, daß sich die Legierungen Nr. 4 und 5 normalerweise wie die Kobaltlegierung Nr. 7 bezüglich der Zunahme des Kohlenstoffgehaltes oder bezüglich der Zunahme des Gehalts der Metallcarbide verhalten. Aufgrund dieser Tatsache erhält man eine Härte, die proportional zum Kohlenstoffgehalt ansteigt, und zwar ersichtlich mit einer Vergröberung des Gefüges, das kristallin werden kann, wenn die Kohlenstoff-Chrom-Gehalte zu groß sind.In FIG. I shows the values of the Vickers hardness in the heat of alloys No. 4, 5, 6 and 7 as a function of the temperature (in ° C.). It can be seen that the hardnesses of alloys No. 5 and No. 6 are better compared to the cobalt alloy No. 7 and that the hardness of alloy No. 4 in the heat is also better when the temperature is above 300 ° C lies. Regarding the hardness of the alloys of the present invention, it should be noted that alloys Nos. 4 and 5 normally behave like cobalt alloy No. 7 with respect to the increase in carbon content or with respect to the increase in the content of metal carbides. As a result of this, a hardness is obtained which increases proportionally to the carbon content, and this is evident with a coarsening of the structure, which can become crystalline if the carbon-chromium contents are too high.
Im Gegensatz dazu nimmt die Härte der Legierung Nr. 6 mit dem Kohlenstoffgehalt nicht zu. In der Tat verläuft bei dieser aus der λ + o-Phase gebildeten Legierung die Kohlenstoffkurve umgekehrt zu der der anderen bekannten Superlegiemngen. So entspricht die Kurve bei einem Kohlenstoffgehalt von I bis 0,20% einer Textur, die immer feiner wird, während die Härte mil Her Verminderung Hps Knhlenstnffgehalte«; zunimmt. Zwischen einem Kohlenstoffgehalt von 0,20% und 0,50% ergibt sich das geeignetste Plateau der Kennlinie, da die erhaltene Legierung in der Kälte und in der Wärme hart ist. sehr oxidationsbeständig ist und ausreichend duktil ist, um vergossen oder verformt zu werden.In contrast, the hardness of alloy No. 6 does not increase with the carbon content. As a matter of fact runs in this one formed from the λ + o phase Alloy has the carbon curve inversely to that of the other known super alloys. So that corresponds Curve with a carbon content of 1 to 0.20% of a texture that becomes finer and finer as the hardness increases with a reduction in Hps carbon dioxide content "; increases. The most suitable plateau is found between a carbon content of 0.20% and 0.50% Characteristic curve, since the alloy obtained is hard in the cold and in the heat. is very resistant to oxidation and is ductile enough to be potted or deformed.
Somit erweist sich die Legierung Nr. 6 als sehr interessant. Jedoch kann sie für harte Auftragsschichten nicht empfohlen werden, da das Verdünnen der Legierung mit den Unterlagestählen ihr Gleichgewichtsdiagramm stört. Auch bei dieser Anwendung ist es uevorzugt, von den erfindungsgemäßen Legierungen jene zu verwenden, die einen erhöhten Nickelgehalt und einen geringeren Eisengehalt aufweisen, d. h. Legierungen, die für das Auftragen von Metallschichten mit Hilfe üblicher Verfahrensweisen und ohne thermische Nachbehandlung geeignet sind.Alloy No. 6 thus proves to be very interesting. However, it can be used for hard coat layers not recommended as thinning the alloy with the backing steels will reduce their equilibrium diagram disturbs. In this application too, it is not preferred to use the alloys according to the invention to use those which have an increased nickel content and a lower iron content, d. H. Alloys, those for the application of metal layers with the help of conventional procedures and without thermal aftertreatment are suitable.
In der folgenden Tabelle III sind die Ergebnisse der physikalisch-mechanischen Untersuchungen der Legierungen Nr. 4, 5 und 6 angegeben. Die in dieser Tabelle aufgeführten Werte stellen Mittelwerte dar, die man mit verschiedenen Legierungen erhält, die in den Zusammensetzungsbereich der Legierungen Nr. 4, 5 und 6 fallen. Zum Vergleich sind in dieser Tabelle auch die Ergebnisse erhalten, die man mit der Legierung Nr. 7 auf der Grundlage von Kobalt erhält.In the following Table III are the results of the physical-mechanical examinations of the alloys No. 4, 5 and 6 indicated. The values listed in this table represent mean values that can be obtained with various alloys that fall into the compositional range of alloy nos. 4, 5 and 6 fall. For comparison, the results obtained with alloy no. 7 are also obtained in this table based on cobalt.
Elastizitätsmodulmodulus of elasticity
(N/mnr)(N / mnr)
Raumtemperatur Zugfestigkeit HärteRoom temperature tensile strength hardness
(N/mnr) (HRC)(N / mnr) (HRC)
δ strain
δ
(g/cm3)density
(g / cm 3 )
Reißfestigkeit
in der Wärme
<>R
(N/mm3)At 600 C
Tear resistance
in the warmth
<> R
(N / mm 3 )
δ strain
δ
Legierung Nr. 4 220 000 ± 3000
Legierung Nr. 5 248 000 ± 2500
Legierung Nr. 6 195 500 ±2500Alloy No. 4,220,000 ± 3000
Alloy No. 5,248,000 ± 2,500
Alloy No. 6 195 500 ± 2500
4238
42
4642
46
5046
50
ίοίο
F.lusti/.itiilsmodul RaumtemperaturF.lusti / .itiilsmodul room temperature
Zugfestigkeit lliirleTensile strength lliirle
(N/mm-)(N / mm-)
(N/mm-)(N / mm-)
(HRC)(HRC)
Dehnung DichteElongation density
Bei 6(X) CAt 6 (X) C
Reißfestigkeit
in der WärmeTear resistance
in the warmth
(g/cm-') (N/mnr'l(g / cm- ') (N / mnr'l
Dehnung δ Elongation δ
Legierung Nr. 7
(Kobalt)Alloy No. 7
(Cobalt)
228 000 ±3500228,000 ± 3500
betimmt mit derconcerned with the
l'cndel-Elasti/.itiits-l'cndel-Elasti / .itiits-
mcßvorrichtungmeasuring device
790 ± 30 —790 ± 30 -
4040
44 2/2,244 2 / 2.2
8,48.4
690 ± 30690 ± 30
Untersuchung
durchgeführt
mit der Mikro-/ugvorrichtung investigation
carried out
with the micro / ug device
In der folgenden Tabelle IV sind die Ausdehnungskoeffizienten der Legierungen Nr. 4, 5, b und 7 bei verschiedenen Temperaturen angegeben. Dieser Ausdehnungskoeffizient ist wie folgt definiert:In the following Table IV are the expansion coefficients of alloys No. 4, 5, b and 7 at different temperatures. This coefficient of expansion is defined as follows:
ι (Mittelwert)ι (mean)
I/I /
H H1, 'HH 1 , '
Nr. 4No. 4
Nr. 5No. 5
Nr. 6No. 6
V CIgICK(IN-V CIgICK (IN-
lcgierungalloy
Nr. 7No. 7
7(H)C 9,85 13,05 10,50 16.1
800 C 10,15 13,55 10,50 16,27 (H) C 9.85 13.05 10.50 16.1
800 C 10.15 13.55 10.50 16.2
/° = Länge bei Raumtemperatur/ ° = length at room temperature
AI = Längenänderung AI = change in length
θ = Temperaturθ = temperature
θο = Raumtemperatur, d. h. bei den durchgeführtenθο = room temperature, d. H. at the carried out
Untersuchungen 200C
λ ist in μ pro Meter pro °C angegeben (μπι/ιη · °C).Investigations 20 0 C
λ is given in μ per meter per ° C (μπι / ιη · ° C).
Der Reibungskoeffizient der erfindungsgemäßen Legierungen ist in den verschiedenartigsten Medien ausgezeichnet, bei spieisweise in trockener Luft, in Helium, in flüssigem Natrium und im Vakuum.The coefficient of friction of the alloys according to the invention is in the most varied of media excellent, when played in dry air, in helium, in liquid sodium and in a vacuum.
!n der folgenden Tabelle V sind die Ergebnisse von Reibungsuntersuchungen angegeben, denen die Legierungen Nr. 4, 5, 6 und 7 unterzogen wurden. Diese Untersuchungen wurden mit Hilfe einer Reibungsprüfvorrichtung mit Hin- und Herbewegung mit flachen Kontaktflächen durchgeführt. Bei der Hin- und Herbewegung wird eine We.glänge von 30 mm mit einer Geschwindigkeit von 0,5 mm/s zurückgelegt, wobei bei einer Belastung von 11 kg, einem Druck von 1,3 bar und einer Temperatur von etwa 1500C gearbeitet wird. In der folgenden Tabelle V besitzen die AbKÜrzungen folgende Bedeutungen:The results of friction tests to which alloys No. 4, 5, 6 and 7 were subjected are given in Table V below. These tests were performed using a reciprocating friction tester with flat contact surfaces. During the to-and-fro movement, a path length of 30 mm is covered at a speed of 0.5 mm / s, with a load of 11 kg, a pressure of 1.3 bar and a temperature of about 150 ° C. being used will. In the following table V the abbreviations have the following meanings:
to — Anfangsreibungskoeffizient
fm = mittlerer Reibungskoeffizient
ff = Reibungskoeffizient gegen Ende der Untersuchung to - initial coefficient of friction
fm = mean coefficient of friction
ff = coefficient of friction towards the end of the investigation
Ap = Gewichtsverlust der Reibungsstrecke
Ape = Gewichtsverlust der Probe. Ap = weight loss of the friction path
Ape = weight loss of the sample.
Probestücke
Reibungsstrecke ProbeSpecimens
Friction distance sample
Reibungskoeffizient Coefficient of friction
Vibrations- Gewichtsverlust
amplitude der ProbestückeVibrational weight loss
amplitude of the specimens
Tem pe
raturTem pe
rature
( C)(C)
BemerkungenRemarks
Legierung Nr. 4 Legierung Nr. 4 fo =0,160 +0,025Alloy No. 4 Alloy No. 4 fo = 0.160 +0.025
fm =0,150 -fm = 0.150 -
Legierung Nr. 4 Legierung Nr. 5 fo =0,175 +0,025Alloy No. 4 Alloy No. 5 fo = 0.175 +0.025
fm = 0,200 - fm = 0.200 -
Legierung Nr. 5 Legierung Nr. 5 fo =0,180 0,025Alloy No. 5 Alloy No. 5 fo = 0.180 0.025
fm = 0,175 - fm = 0.175 -
Legierung Nr. 7 Legierung Nr. 7 fo = 0,1.55 +0,025Alloy No. 7 Alloy No. 7 fo = 0.1.55 +0.025
fm = 0,200 (Vergleich) fm = 0.200 (comparison)
Ap1. = 0,0003 Ap 1 , = 0.0008
Ap 1 . = 0.0003
mäßige Reibungweak and rule
moderate friction
Ap, = 0,0001 Ap n = 0.0003
Ap, = 0.0001
Ap1. = 0.0001 Ap n = 0.0002
Ap 1 . = 0.0001
Ap1. = 0,0001 Ap n = 0.0003
Ap 1 . = 0.0001
Aus der Fig. 2 ist zu erseher, daß die mittlere Reibung der Legierungen Nr. 4 und 5 in flüssigem Natrium bei bOO°C bei einem Druck von 3,4 bar und einer Geschwindigkeit von 1,3 cm/s einen sehr schwachen, einer Geraden angenäherten sinusförmigen Verlauf nimmt. Diese Reibung ist gering und regelmäßig. Somit sind die erhaltenen Ergebnisse vergleichbar mit jenen, die man mit den Kobaltlegierungen (Legierung Nr. 7) erzielt.From Fig. 2 it can be seen that the mean friction of alloys Nos. 4 and 5 in liquid Sodium at bOO ° C at a pressure of 3.4 bar and a speed of 1.3 cm / s a very weak, a straight line approximates sinusoidal course. This friction is low and regular. Thus the results obtained are comparable to those obtained with the cobalt alloys (Alloy No. 7) achieved.
Weiterhin widerstehen die erfindungsgemäßen Legierungen in Gegenwart von aggressiven Medien gut der Korrosion während längerer Zeitdauern. So wurden drei Proben aus den Legierungen Nr. 4, 5 und 6 in entmineralisiertem und entgastem Wasser während 3 Monaten bei 3500C korrodiert. Die Proben wurden jeden Monat gewogen. Nach einem Untersuchungsmonat ist bei der Gesamtheit der untersuchten Proben eine mittlere Gewichtszunahme von 30 mg/dm2 festzustellen, ein Wert, der bis zum Ende der Untersuchung unverändert bleibt.Furthermore, the alloys according to the invention withstand corrosion well over long periods of time in the presence of aggressive media. For example, three samples from alloys No. 4, 5 and 6 were corroded in demineralized and degassed water at 350 ° C. for 3 months. The samples were weighed every month. After one month of investigation, a mean weight increase of 30 mg / dm 2 was found in all of the samples investigated, a value that remains unchanged until the end of the investigation.
Die mikrolotografische Untersuchung von Schnitten von korrodierten Proben zeigt eine sehr feine und regelmäßige Oxidschicht.The microlotographic examination of sections of corroded samples shows a very fine and regular oxide layer.
Die Korrosionsbeständigkeit der untersuchten erfindungsgemäßen Legierungen mit hoher Dauerfestigkeit Nr. 4, 5 und 6 ist somit in entmineralisiertem und entgastem Wasser bei 350°( zufriedenstellend. Bei einer anderen Untersuchung ergibt die Legierung Nr. 7 auf der Grundlage von KobjH im wesentlichen vtrgleichbare Ergebnisse.The corrosion resistance of the examined alloys according to the invention with high fatigue strength No. 4, 5 and 6 is thus in demineralized and degassed water at 350 ° (satisfactory. At Another investigation gives Alloy No. 7 based essentially on KobjH Comparable results.
Weiterhin haben die Korrosionsuntersuchungen in saurem Medium gute Ergebnisse gezeigt. So verdeutlicht die Tabelle VI die mit den Legierungen Nr. 4, 5, 6 und 7 erzielten Ergebnisse, nachdem diese Legierungen während 8 Tagen den Dämpfen einer Lösung aus 850 cm3 12 η-Salpetersäure und 150 cm3 36 n-Schwefelsäure, die 13 g Oxalsäure enthält, ausgesetzt wurden.Furthermore, the corrosion tests in an acidic medium have shown good results. Table VI illustrates the results obtained with alloys no. 4, 5, 6 and 7 after these alloys had been subjected to the vapors of a solution of 850 cm3 of 12 η-nitric acid and 150 cm 3 of 36 n-sulfuric acid containing 13 g Containing oxalic acid.
gewichtAt first
weight
gewichtClient
weight
wichts
verlustGe
weight
loss
tungenWatch
services
Nr. 4alloy
No. 4
Nr. 5alloy
No. 5
Nr. 6alloy
No. 6
Nr. 7
(Vergleich)alloy
No. 7
(Comparison)
oxid und bei 500°C in Gegenwart von Kohlendioxid.oxide and at 500 ° C in the presence of carbon dioxide.
Die metallographische Untersuchung der erfindungsgemäßen Legierungen wurde mit Hilfe eines optischen Mikroskops und eines Elektronenmikroskops sowie durch anodische Auflösung und durch eine Untersuchung mit Hilfe von Röntgenstrahlen durchgeführt. Diese Untersuchungen zeigen, daß das Gefüge eier Legierungen aus einer ferritisch-austenitischen Matrix besteht, die durch einen hohen Gehalt an eutektischen massiven Carbiden des Typs M ?Cj verstärkt ist.The metallographic examination of the alloys according to the invention was carried out with the aid of an optical Microscope and an electron microscope as well as by anodic dissolution and by an examination carried out with the help of X-rays. These studies show that the structure is eggs Alloys consist of a ferritic-austenitic matrix, which is due to a high content of eutectic massive carbides of the type M? Cj is reinforced.
Weiterhin erfolgt beim Abkühlen eine Ausfällung von komplexen zellförmigen Carbiden der Formel Mi1C1 die zur Verbesserung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften beitragen.Furthermore, on cooling, complex cellular carbides of the formula Mi 1 C 1 are precipitated, which contribute to improving the mechanical and physical properties.
Wie aus den F'i g. 3 und 4 zu erkennen ist, die das Gefüge der Legierung Nr. 4 in bOOfacher Vergrößerung und das Gefüge der Legierung Nr. 6 in fiOOfacher Vergrößerung zeigen, wird die typische Morphologie der eutektischen Carbide des Typs M7CJ durch ein dichtes Gitter wiedergegeben, das durch Röntgenstrahlenbeugung identifiziert wird.As shown in the Figs. 3 and 4 can be seen, which shows the structure of alloy no. 4 in 100 times magnification and showing the texture of Alloy No. 6 magnified 500 times will show the typical morphology of the eutectic carbides of the type M7CJ by a reproduced dense lattice identified by X-ray diffraction.
Weiterhin ist die Verstärkung der Dislokationen an der Grenzschicht der Matrix zu den zellförmigen Carbiden ebenfalls verantwortlich für die gesteigerte Beständigkeit dieser Legierungen.Furthermore, the amplification of the dislocations at the boundary layer of the matrix to the cellular Carbides are also responsible for the increased durability of these alloys.
Die erfindungsgemäßen Legierungen weisen eine hohe Dichte an komplexen Metallcarbiden auf, die durch schwache Bindungen und ohne restliche austenitische Bereiche verbunden und daher beständig sind, so daß sich die Kristalle in Form eines homogenen Gefüges in einer stabilen Matrix verteilen können und gegen die Einflüsse der Temperatur und von chemischen Mitteln wenig empfindlich sind. Diese Masse von gleichmäßig verteilten Carbiden ermöglicht ein vorteilhaftes Reibungsvei halten.The alloys according to the invention have a high density of complex metal carbides, which connected by weak bonds and without residual austenitic areas and are therefore resistant, so that the crystals can be distributed in the form of a homogeneous structure in a stable matrix and against the The influences of temperature and chemical agents are not very sensitive. This mass of evenly distributed carbides allows an advantageous friction hold.
Aufgrund ihres Gehalts an Eisen und Nickel zeigen die erfindungsgemäßen Legierungen eine ferritischaustenitische Matrix, die ohne spröde zu sein ausreichend hart ist, um ein Festfi essen bzw. Heißlaufen zu verhindern und um sicherzustellen, daß die Masse der Carbide ihre geringen Abmessungen behält und perfekt von der Matrix eingehüllt bleibt.Because of their iron and nickel content, the alloys according to the invention are ferritic-austenitic Matrix which, without being brittle, is sufficiently hard to eat hard or overheat prevent and to ensure that the mass of carbides keeps its small dimensions and perfect remains enveloped by the matrix.
Im Falle dieser Legierungen erzielt man hohe Verhältnisse zwischen der Härte der Carbide und der der Matrix, was für das Erreichen guter Reibungswerte günstig ist.In the case of these alloys, high ratios between the hardness of the carbides and the hardness are achieved the matrix, which is beneficial for achieving good friction values.
Die Duktilität der Matrix ermöglicht ein gewisses Maß der Deformation ohne lokale Überspannungen, was die Belastung verteilt, während das Carbidskelett die Steifigkeit oder Festigkeit und die Abnützungsgrenze sicherstellt.The ductility of the matrix allows a certain amount of deformation without local overstresses, which distributes the load, while the carbide skeleton increases the stiffness or strength and the wear limit ensures.
In der folgenden Tabelle Vl! sind Beispiele für Härtewerte in N/mm^ bei 100 g der Matrix, der Carbide sowie das Verhältnis der Härten der Legierungen Nr. 4, 6 und 7 angegeben.In the following table Vl! are examples of hardness values in N / mm ^ at 100 g of the matrix, the carbides and the ratio of the hardnesses of alloys No. 4, 6 and 7 are given.
Es ist unbestreitbar, daß die erfindungsgemäßen Legierungen selbst in der Wärme eine gute Beständigkeit gegen Korrosion durch Säuren und durch Wasser zeigen.It is indisputable that the alloys of the present invention have good resistance even to heat show against corrosion by acids and by water.
Die Legierungen mit hohem Kobaltgehalt sind nicht so beständig. Es ist daher ersichtlich, daß das Nickel ein günstigeres Element als das Kobalt darstellt, was ganz allgemein die Beständigkeit gegen Angriffe durch chemische Mittel anbelangt.The alloys with a high cobalt content are not as durable. It can therefore be seen that the nickel is a cheaper element than the cobalt represents what whole generally concerns the resistance to attack by chemical agents.
In Natrium bei 6000C beobachtet man keinen Angriff, ebenso wie bei 500° C in Gegenwart von Kohlenmon-In sodium at 600 0 C it is observed an attack, as well as at 500 ° C in the presence of Kohlenmon-
Legierungalloy
Matrixmatrix
CarbideCarbides
Härteverhältnis von Carbiden zu MatrixHardness ratio of carbides to matrix
Nr. 4 3100 7010 2,3No. 4 3100 7010 2.3
Nr. 6 3400 9730 2,8No. 6 3400 9730 2.8
Nr. 7 (Kobalt) 6210 8050 1,3No. 7 (cobalt) 6210 8050 1.3
Die Fig.5, 6 und 7 verdeutlichen die Gefüge der Legierungen Nr. 4,6 und 7 in 10Ofacher Vergrößerung.The Fig.5, 6 and 7 illustrate the structure of the Alloys No. 4,6 and 7 enlarged 10O.
Aufgrund ihrer guten Eigenschaften können die erfindungsgemäßen Legierungen für vielerlei Anwendungszwecke auf dem mechanisch-physikalischen oder chemischen Sektor angewandt werden, insbesondere dann, wenn Reibungsprobleme in der Trockene, im Vakuum, in der Kälte oder bei mäßig hohen Temperaturen (300 bis 8000C) auftreten. Aufgrund ihres geringen Kobaltgehaltes (weniger als 03%) kann man sie der Strahlung von Neutronen aussetzen, da sie nicht das Risiko in sich bergen, in gefährlicher Weise aktiviert zu werden. Da sie kein Bor enthalten, absorbieren diese Legierungen Neutronen nur wenig und können daher mit Vorteil zur Herstellung von Bestandteilen von Primärkreisläufen von Kernreaktoren verwendet werden, beispielsweise zur Herstellung von Pumpen, Ventilen, Dichtungssegmenten, Kugellagern, Rollenlagern und ganz allgemein für Werkstücke, bei denen das Risiko der Abnützung durch Erosion, durch Reibung, durch Korrosion oder durch Festfressen besteht.Due to their good properties, the alloys according to the invention can be used for many purposes in the mechanical-physical or chemical sector, especially when friction problems occur in the dry, in a vacuum, in the cold or at moderately high temperatures (300 to 800 ° C.) . Due to their low cobalt content (less than 03%), they can be exposed to radiation from neutrons, as they do not involve the risk of being activated in a dangerous manner. Since they do not contain boron, these alloys absorb only little neutrons and can therefore be used to advantage for the production of components of primary circuits of nuclear reactors, for example for the production of pumps, valves, sealing segments, ball bearings, roller bearings and, more generally, for workpieces where the There is a risk of wear and tear due to erosion, friction, corrosion or seizure.
Weiterhin ist festzuhalten, daß sich bei Untersuchungen, die bis zu 1700C durchgeführt wurden, gezeigt hat, daß ihr Gefüge keinerlei Veränderung unterliegt und die Legierungen homogen bleiben. Sie sind daher zur Herstellung von Werkstücken, wie Überdruckventilen, Klappen, Kugellagern etc, geeignetIt should also be noted that investigations carried out up to 170 ° C. have shown that their structure is not subject to any change and that the alloys remain homogeneous. They are therefore suitable for the production of workpieces such as pressure relief valves, flaps, ball bearings, etc.
Bezüglich tiefer Temperaturen wurden interessante Ui.tersuchungen auf Satelliten durchgeführt und damit im Vakuum des Weltraums (bei etwa —80° C). Bei den Werkstücken handelt es sich um Achsen, Ritzel und kleine Wälzlager.With regard to lower temperatures, interesting investigations were carried out on satellites and thus in the vacuum of space (at about -80 ° C). The workpieces are axes, pinions and small rolling bearings.
Man kann diese Legierungen auch in Form von Auftragsschichten verwenden, um Verschleißgegenstände — wie üblich — durch Auftragen von frischem Material wiederherzustellen, was man beispielsweise durch Schweißen mit einem Sauerstoff-Acetylen-Brenner oder durch Schutzgasschweißen unter Argon bewirktThese alloys can also be used in the form of application layers to wear objects - as usual - to restore what you can for example by applying fresh material by welding with an oxygen-acetylene torch or by inert gas welding under argon causes
Weiterhin kann man die Legierungen in Form vonThe alloys can also be used in the form of
ίο Pulvern verwenden, um sie auf gewisse Abschnitte von gegen den Verschleiß zu schützenden Werkstücken aufzubringen, was beispielsweise mit Hilfe von Metallspritzpistolen oder eines Plasmastrahls erfolgt Die Legierungen können in vielfältiger Weise auf technisehen Einsatzgebieten angewandt werden, bei denen Reibungsphänomene auftreten und ein Festfressen zu vermeiden ist und zwar bei Temperaturen, die 400 bis 800° C erreichen können.ίο use powders to apply them to certain sections of To apply against the wear to be protected workpieces, for example with the help of metal spray guns or a plasma jet. The alloys can be engineered in a variety of ways Areas of application are used in which friction phenomena occur and seizure should be avoided at temperatures that can reach 400 to 800 ° C.
Schließlich haben Tieftemperaturuntersuchungen beiFinally, have low temperature studies at
2(1 —172° C gezeigt, daß das gute Reibungsverhalten der Legierungen sie geeignet macht zur Herstellung vor: Achsen, Kugellagern oder Rollenlagern, die sogar ungeschmiert betrieben werden können.2 (1–172 ° C has shown that the good frictional behavior of the Alloys that make them suitable for manufacturing: Axles, ball bearings or roller bearings that can even be operated without lubrication.
In einem Simulator für das Weltraumvakuum, derIn a space vacuum simulator, the
r> dazu dient. Kugellager für künstliche Satelliten zu testen, wurden Ergebnisse mit den erfindungsgemäßer Legierungen erzielt, die zeigen, daß das Kleben verhindert wird, das im allgemeinen bei Lagern auftritt, die aus Kobaltlegierungen oder Legierungen mit hohemr> serves to do this. Ball bearings for artificial satellites too test, results were obtained with the alloys according to the invention, which show that the bonding is prevented, which generally occurs with bearings made of cobalt alloys or alloys with high
jo Nickelgehalt (von mehr als 40%) gefertigt sind.jo nickel content (of more than 40%) are manufactured.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Publication Number | Publication Date |
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Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE428937B (en) | 1979-01-11 | 1983-08-01 | Cabot Stellite Europ | NICKEL-BASED, HARD ALLOY OR ADDITIVE MATERIAL PROVIDED FOR WASTE WASTE OR WELDING |
US4363659A (en) * | 1979-06-04 | 1982-12-14 | Cabot Corporation | Nickel-base alloy resistant to wear |
US4533414A (en) * | 1980-07-10 | 1985-08-06 | Cabot Corporation | Corrosion-resistance nickel alloy |
JPS596910B2 (en) * | 1981-01-12 | 1984-02-15 | 株式会社クボタ | heat resistant cast steel |
JPS5864361A (en) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | Kubota Ltd | Heat resistant cast steel |
DE3207162C1 (en) * | 1982-02-27 | 1983-10-06 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | Highly heat-resistant cast nickel-iron alloy with great structural stability |
US4643767A (en) * | 1984-11-19 | 1987-02-17 | Cabot Corporation | Nuclear grade steels |
JPS61114381U (en) * | 1985-12-27 | 1986-07-19 | ||
US5292200A (en) * | 1991-08-14 | 1994-03-08 | Nsk Ltd. | Ball-and-roller bearing |
US6200688B1 (en) * | 1998-04-20 | 2001-03-13 | Winsert, Inc. | Nickel-iron base wear resistant alloy |
US6259758B1 (en) | 1999-02-26 | 2001-07-10 | General Electric Company | Catalytic hydrogen peroxide decomposer in water-cooled reactors |
US7611590B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-11-03 | Alloy Technology Solutions, Inc. | Wear resistant alloy for valve seat insert used in internal combustion engines |
CN1304617C (en) * | 2005-04-19 | 2007-03-14 | 吉林省明洋刀具有限责任公司 | Blade material of artificial board chipping machine and its production method |
CN1304616C (en) * | 2005-04-19 | 2007-03-14 | 吉林省明洋刀具有限责任公司 | Blade material of artificial board large carpenter's and its production method |
AT502397B1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-03-15 | Boehler Edelstahl | Alloy used for preparing bearing component and bearing of roller for aircraft, contains carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, vanadium, tungsten, niobium, tantalum, nickel, cobalt, aluminum, nitrogen and iron |
US8197748B2 (en) * | 2008-12-18 | 2012-06-12 | Korea Atomic Energy Research Institute | Corrosion resistant structural alloy for electrolytic reduction equipment for spent nuclear fuel |
US9638075B2 (en) | 2013-12-02 | 2017-05-02 | L.E. Jones Company | High performance nickel-based alloy |
CN104004971B (en) * | 2014-05-09 | 2016-02-03 | 无锡市华尔泰机械制造有限公司 | A kind of alloy material flange and forging process thereof |
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